【题目】如图甲所示， 光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.40Ω。导轨上停放一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。
(1)判断运动后金属杆中感应电流方向以及其所受磁场力方向
(2)试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；
(3)求第2s末外力F的瞬时功率；
(4)如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功W=0.35J，求金属杆上产生的焦耳热。
【答案】(1) 从b到a ，与F方向相反；(2)
；(3)
；(4) 0.05J
【解析】
(1)由右手定则，运动后金属杆中感应电流方向从b到a，再根据左手定则可知其所受磁场力方向与F方向相反。
(2) 设路端电压为U，金属杆的运动速度为v，则感应电动势
E=BLv
通过电阻R的电流
电阻R两端的电压
电压表的示数为
由及U-t图像可知，U随时间均匀变化，即速度随时间均匀变化，导体棒在力F作用下做匀加速直线运动。
(3)在2s末，金属杆的切割速度为
由牛顿第二定律
由于
2s末拉力F的功率为
联立解得
(4)设回路产生的焦耳热为Q，由能量守恒定律
电阻R与金属杆的电阻r串联，产生焦耳热与电阻成正比
因为
联立解得，金属杆上产生的焦耳热
科学实验活动册系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，光滑绝缘的水平面上固定有一通电直导线，一个金属圆环分别沿图示v1、v2、v3三个不同方向运动，下列说法正确的有（ ）
A.沿三个方向运动时，圆环中将产生顺时针方向的电流
B.当环v1方向运动时，圆环先减速运动后沿平行导线方向匀速运动
C.当环沿v1和v2运动时，圆环所受的安培力方向相同
D.环沿这三个方向运动，最终都将停止运动
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，质量M=5kg的小车静止在光滑水平地面上，小车左侧AB部分水平，右侧BC部分为半径R=0.5m的竖直光滑
圆弧面，AB与BC恰好在B点相切，CD为竖直侧壁。质量m=1kg的小滑块以v0=6m/s的初速度从小车左端的A点滑上小车，运动到B点时与小车相对静止一起向前运动，之后小车与右侧竖直墙壁发生碰撞，碰撞前后无能量损失。已知滑块与小车AB段间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）小车与墙壁碰撞前的速度大小；
（2）小车AB段的长度；
（3）试通过计算说明：小车与墙壁碰撞后，滑块能否从C点滑出。
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材。
(1)甲同学按电路图a进行测量实验，其中R2为保护电阻。
①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接____________________；
②根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出UI图线如图c所示，可得电源的电动势E=_______V，内电阻r＝______Ω。（结果保留两位有效数字）
③分析该实验产生系统误差的原因______________________________________________
(2)乙同学误将测量电路连接成如图d，其他操作正确，根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出UI图线如图e，可得电源的电动势E＝_______V，内电阻r＝________Ω。（结果保留两位有效数字）
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】所示，A、B为用两个绝缘细线悬挂起来的带电绝缘小球，质量mA＜mB．当在A球左边如图位置放一个带电球C时，两悬线都保持竖直方向（两悬线长度相同，三个球位于同一水平线上）．若把C球移走，A、B两球没有发生接触，则（b）图中（图中α＞β）能正确表示A、B两球位置的图是（ ）
A.
B.
C.
D.
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度大小为
磁场方向与竖直面垂直，磁场的上、下边界均为水平面且间距为
，纸面（竖直平面）内磁场上边界的上方有一质量为
、电阻为
的正方形导线框
，其边长为上下两边均与磁场边界平行。将线框以初速度
水平抛出，线框恰能匀速进入磁场，重力加速度为
，不计空气阻力，则（ ）
A.线框抛出时
边距离磁场上边界的高度为
B.线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量
C.线框通过磁场的过程中水平位移为
D.线框通过磁场的过程中
边产生的热量为
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】（单选）带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，实线是电场线，关于粒子，下列说法正确的是（ ）
A. 在a点的加速度大于在b点的加速度
B. 在a点的电势能小于在b点的电势能
C. 在a点的速度小于在B点的速度
D. 电场中a点的电势一定比b点的电势高
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中的感应电动势
A. 在
时为零
B. 在
时改变方向
C. 在时最大，且沿顺时针方向
D. 在
时最大，且沿顺时针方向
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示．报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫．为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消．已知空气中声速为340 m/s，若报告人声音的频率为136 Hz，问讲台上这样的位置有多少个？
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com